Норберт Винер - Кибернетика или управление и связь в животном и машине

• Название: Кибернетика или управление и связь в животном и машине
• Автор: Норберт Винер
• Жанр: Прочая научная литература

«Кибернетика» — известная книга выдающегося американского математика Норберта Винера (1894—1964), сыгравшая большую роль в развитии современной науки и давшая имя одному из важнейших ее направлений. Настоящее русское издание является полным переводом второго американского издания, вышедшего в 1961 г. и содержащего важные дополнения к первому изданию 1948 г. Читатель также найдет в приложениях переводы некоторых статей и интервью Винера, включая последнее, данное им незадолго до смерти для журнала «Юнайтед Стэйтс Ньюс энд Уорлд Рипорт».

Книга, написанная своеобразным свободным стилем, затрагивает широкий круг проблем современной науки, от сферы наук технических до сферы наук социальных и гуманитарных. В центре — проблематика поведения и воспроизведения (естественного и искусственного) сложных управляющих и информационных систем в технике, живой природе и обществе. Автор глубоко озабочен судьбой науки и ученых в современном мире и резко осуждает использование научного могущества для эксплуатации и войны.

Книга предназначена для научных работников и инженеров.

---

В английской эмпирической философской школе, от Локка до Юма, считалось, что содержание ума состоит из определенных элементов, которые Локк называл идеями, а позднейшие авторы — представлениями и впечатлениями. Предполагалось, что простые представления или впечатления находятся в чисто пассивном уме, не влияющем на содержащиеся в нем идеи, так же как чистая грифельная доска не влияет на символы, которые могут быть на ней начертаны. Предполагалось, что благодаря некоторой внутренней деятельности, не заслуживающей, впрочем, названия силы, эти идеи соединяются в группы по принципам сходства, смежности и причинной связи. Из этих принципов наиболее важным признавался принцип смежности. Предполагалось, что представления и впечатления, часто появлявшиеся вместе во времени или в пространстве, приобретают способность вызывать друг друга, так что появление одного вызывает появление всей группы.

Во всем этом налицо признание некоторой динамики, но идея динамики еще не проникла тогда из физики в биологические и психологические науки. Типичным биологом XVIII столетия был Линней, собиратель и классификатор, точка зрения которого прямо противоположна точке зрения современных эволюционистов, физиологов, генетиков и представителей экспериментальной [c.200] эмбриологии. По существу, при таком обилии материала, подлежащего исследованию, образ мыслей биологов того времени вряд ли мог быть иным. Точно так же в психологии понятие психического содержания преобладало над понятием психического процесса. Это вполне могло быть пережитком схоластического упора на различные субстанции в мире, где существительное было гипостазировано, а на глагол обращалось мало внимания. Тем не менее переход от этого статического образа мыслей к более динамической точке зрения современности, примером которой явилась работа Павлова, совершенно ясен.

Павлов работал гораздо больше с животными, чем с людьми, и занимался больше видимыми действиями, чем интроспективными состояниями ума. Он открыл, что наличие пищи вызывает у собак увеличенное выделение слюны и желудочного сока. Если собаке показывать какой-нибудь предмет вместе с пищей и только вместе с пищей, то вид этого предмета приобретает способность вызывать выделение слюны или желудочного сока даже в отсутствие пищи. Соединение по смежности, которое Локк интроспективно наблюдал для идей, здесь соответствует аналогичному соединению типов поведения.

Однако есть существенное различие между точками зрения Павлова и Локка, обусловленное тем, что Локк рассматривает представления, а Павлов — типы поведения. Реакции, которые наблюдал Павлов, направлены к тому, чтобы довести процесс до успешного завершения или предотвратить катастрофу. Выделение слюны важно для глотания и переваривания пищи, а избегание болезненного раздражения предохраняет животное от телесного повреждения. Таким образом, в условном рефлексе участвует элемент, который можно назвать аффективным тонусом. Этот тонус не обязательно связан с ощущениями удовольствия и боли, и, вообще, он не обязательно должен быть связан с выгодой для животного. Существенно следующее: аффективный тонус пробегает некоторую шкалу от отрицательного значения — «боли» — до положительного значения — «удовольствия», и повышение аффективного тонуса, постоянное или в течение значительного времени, благоприятствует всем процессам, которые в это время совершаются в [c.201] нервной системе, и дает им вторичную способность повышать еще больше аффективный тонус, а понижение аффективного тонуса стремится препятствовать всем процессам, происходящим в это время, и дает им вторичную способность понижать еще ниже аффективный тонус.

С биологической точки зрения, высокий аффективный тонус, естественно, должен иметь место в ситуациях, благоприятных для продолжения рода, хотя, быть может, и не для сохранения индивидуума, а низкий аффективный тонус — в ситуациях, неблагоприятных для продолжения рода, хотя, быть может, и не губительных для индивидуума. Всякая раса, не сообразующаяся с этим требованием, разделит участь Сдобной Бабки[162] Льюиса Кэрролла и неизбежно вымрет. Тем не менее даже у обреченной расы может функционировать действенный механизм, пока раса еще продолжается. Другими словами, даже самое самоубийственное распределение аффективного тонуса будет вызывать определенный тип поведения.

Заметим, что механизм аффективного тонуса сам является механизмом обратной связи. Его можно даже изобразить схемой, как показано на рис. 7.

 

Рис. 7

Здесь сумматор аффективного тонуса комбинирует аффективные тонусы от отдельных механизмов аффективного тонуса за короткий промежуток прошлого, действуя по определенным правилам, которые мы не будем указывать. Обратные провода от сумматора к отдельным механизмам аффективного тонуса служат для изменения внутреннего аффективного тонуса каждого процесса сообразно выходному сигналу сумматора, и эти изменения сохраняются до тех пор, пока они не будут изменены последующими сообщениями от сумматора. Обратные провода от сумматора к механизмам процессов служат для понижения порогов при повышении общего аффективного тонуса и для повышения их [c.202] при понижении общего аффективного тонуса. Они опять-таки производят долговременное воздействие, которое продолжается до тех пор, пока не будет изменено другим импульсом от сумматора. Однако это продолжающееся воздействие ограничено теми процессами, которые имеют место в момент прихода обратного сообщения, и точно так же ограничены воздействия на отдельные механизмы аффективного тонуса.

Этим, подчеркиваю, я не хочу сказать, что условно-рефлекторный процесс осуществляется согласно указанному здесь механизму; я лишь говорю, что он мог бы так осуществляться. Если, однако, принять этот или аналогичный механизм, то о нем можно сказать многое. Во-первых, этот механизм способен к обучению. Уже признано, что условный рефлекс является механизмом, способным к обучению, и этот вывод используется при исследовании поведения крыс в лабиринте. Для обучения нужно лишь, чтобы примененные поощрения и наказания имели соответственно положительный и отрицательный аффективный тонус. Так, наверное, и обстоит дело, и экспериментатор узнает характер этого аффективного тонуса на опыте, а не посредством лишь априорных соображений.

Значительный интерес представляет также то, что такой механизм посылает определенную группу сообщений [c.203] в нервную систему ко всем элементам, которые могут принять их. Мы имеем в виду обратные сообщения от сумматора аффективного тонуса и до некоторой степени также сообщения от механизмов аффективного тонуса к сумматорам. В действительности сумматор не обязательно должен быть отдельным элементом; он может представлять собой просто некоторый естественный комбинаторный эффект сообщений, приходящих от отдельных механизмов аффективного тонуса. Но такие сообщения «тем, кого это может касаться», могут посылаться наиболее эффективно и с наименьшей стоимостью аппаратуры другими каналами, чем нервы. Подобно этому, обычная система связи на руднике может состоять из телефонной станции с соответствующей проводкой и аппаратами; но когда необходимо спешно вывести людей из рудника, мы не полагаемся на эту систему, а разбиваем трубку с меркаптаном[163] в вентиляционном ходе. Химические вестники, подобные меркаптану или, скажем, гормонам, проще всего и наиболее эффективно передают сообщение, не адресованное определенному получателю. А теперь я на минуту загляну в область, которая, я знаю, выглядит как чистая фантазия. Высоко эмоциональный и, следовательно, аффективный характер деятельности гормонов способен производить весьма сильные внушения. Отсюда не следует, что чисто нервный механизм сам по себе не способен к аффективному тонусу и обучению; но сказанное означает, что при исследовании этой стороны нашей психической деятельности мы не можем не замечать возможностей гормонной передачи сообщений. Было бы, пожалуй, слишком смело связывать эту мысль с тем, что в теориях Фрейда участвует как память — функция запасания нервной системы, — так и половая деятельность. Пол, с одной стороны, и все аффективные тонусы, с другой, весьма тесно связаны с гормонами. Это указание на значение пола и гормонов сделали мне д-р Дж. Леттвин и г-н Оливер Селфридж. Хотя в настоящее время нет достаточных доказательств в пользу такого предположения, в принципе его нельзя считать явно нелепым. [c.204]

В природе вычислительной машины нет ничего несовместимого с наличием в ней условных рефлексов. Вспомним, что действующая вычислительная машина не есть только набор реле и запоминающих устройств, поставленных конструктором. Действующая вычислительная машина несет в себе также содержание своих запоминающих устройств, а это содержание никогда полностью не очищается в ходе выполнения одной программы. Мы уже видели, что жизни индивидуума соответствует выполнение одной программы, а не все существование механической структуры вычислительной машины. Мы видели вероятность того, что в нервной вычислительной машине информация хранится в значительной мере через изменения проницаемости синапсов. Но вполне возможно построить искусственные машины, в которых информация будет запасаться таким же образом. Например, вполне возможно сделать так, чтобы сообщение, приходящее в запасающую систему, изменяло навсегда или на время сеточное смещение одной или нескольких электронных ламп и тем самым изменяло численное значение суммы импульсов, отпирающей лампу или несколько ламп.